Ce fossile de la taille d’un ballon de football pourrait être l’un des premiers à avoir mangé des plantes

Une étape cruciale dans l’évolution terrestre

L’histoire de la vie sur Terre a débuté dans les océans. Il y a environ 475 millions d’années, les plantes ont commencé leur migration de l’eau vers la terre ferme. Il a fallu attendre encore 100 millions d’années pour que les premiers animaux vertébrés les rejoignent. Cependant, pendant des dizaines de millions d’années, ces créatures pionnières vivant sur terre se nourrissaient uniquement de leurs congénères animaux, plutôt que de brouter la végétation environnante.

Une avancée majeure vient d’être publiée dans un article de la revue Nature Ecology & Evolution. Des scientifiques y décrivent le fossile, vieux de 307 millions d’années, de l’un des plus anciens vertébrés terrestres connus ayant développé la capacité de manger des plantes. Cette découverte marque un tournant dans notre compréhension des régimes alimentaires préhistoriques.

Arjan Mann, conservateur adjoint des poissons fossiles et des premiers tétrapodes au Field Museum de Chicago et co-auteur principal de l’étude, souligne l’importance de ce spécimen : « This is one of the oldest known four-legged animals to eat its veggies » (C’est l’un des plus anciens animaux à quatre pattes connus à manger ses légumes). Il ajoute : « It shows that experimentation with herbivory goes all the way back to the earliest terrestrial tetrapods—the ancient relatives of all land vertebrates, including us » (Cela montre que l’expérimentation de l’herbivorie remonte aux tout premiers tétrapodes terrestres — les anciens parents de tous les vertébrés terrestres, y compris nous).

Portrait du Tyrannoroter heberti

Les chercheurs ont baptisé cette nouvelle espèce Tyrannoroter heberti, ce qui signifie « le fouisseur tyran de Hebert », en l’honneur de son découvreur, Brian Hebert. Bien que le crâne de l’animal soit la seule partie retrouvée par les scientifiques, les estimations basées sur la taille de sa tête et sur les squelettes plus complets de ses cousins suggèrent que le Tyrannoroter était une créature trapue à quatre pattes, mesurant environ un pied de long (environ 30 centimètres).

Arjan Mann précise sa morphologie avec une comparaison parlante : « It was roughly the size and shape of an American football » (Il avait à peu près la taille et la forme d’un ballon de football américain). Si cette taille n’est pas impressionnante selon les normes modernes, il s’agissait pourtant de l’un des plus grands animaux terrestres de son époque. Il ressemblait probablement un peu à un lézard, mais comme il vivait avant que les ancêtres des reptiles et des mammifères ne se séparent, il n’était techniquement pas un reptile.

Zifang Xiong, doctorant à l’Université de Toronto et co-auteur principal de l’article, explique l’apport technologique de l’étude : « The specimen is the first of its group to receive a detailed 3D reconstruction, which allowed us to look inside its skull and reveal its specialized teeth, helping us to trace the origin of terrestrial herbivory » (Le spécimen est le premier de son groupe à recevoir une reconstruction 3D détaillée, ce qui nous a permis de regarder à l’intérieur de son crâne et de révéler ses dents spécialisées, nous aidant à retracer l’origine de l’herbivorie terrestre).

Une découverte périlleuse en Nouvelle-Écosse

L’équipe a découvert le Tyrannoroter sur l’île du Cap-Breton, en Nouvelle-Écosse, dans des conditions de travail particulièrement rudes. « Nova Scotia has the highest tides in the world—when we’re working there, we’re racing against the tide, when the ocean comes back in » (La Nouvelle-Écosse a les marées les plus hautes du monde — quand nous travaillons là-bas, nous faisons la course contre la marée, quand l’océan revient), raconte Arjan Mann. Il décrit un environnement hostile : « It’s very rocky, and the fossils are in cliffs on the shore. Paleontologists hate excavating in cliffs, because the cliff could come down on you » (C’est très rocheux, et les fossiles sont dans des falaises sur le rivage. Les paléontologues détestent fouiller dans les falaises, parce que la falaise pourrait s’effondrer sur vous).

C’est Brian Hebert, un paléontologue amateur de Nouvelle-Écosse, qui a découvert le petit crâne dans une souche d’arbre fossilisée lors d’une campagne de terrain dirigée par Hillary Maddin, professeure de paléontologie à l’Université Carleton. Arjan Mann se souvient de sa première impression : « The skull was wide and heart-shaped, really narrow at the snout but really wide at the back » (Le crâne était large et en forme de cœur, vraiment étroit au niveau du museau mais vraiment large à l’arrière). Il ajoute : « Within five seconds of looking at it, I was like, ‘Oh, that’s a pantylid microsaur’ » (Dans les cinq secondes après l’avoir regardé, je me suis dit : ‘Oh, c’est un microsaure pantylidé’).

Les pantylidés représentent un chapitre assez précoce de l’histoire des vertébrés terrestres. Ils appartiennent à la « seconde phase de la terrestrialité », selon Mann, lorsque les animaux se sont adaptés de façon permanente à la vie sur la terre ferme. Ce sont des « amniotes souches », étroitement liés au groupe de tétrapodes qui a développé des œufs capables de rester secs hors de l’eau. Pour étudier ce spécimen dont la bouche était fossilisée en position fermée, les chercheurs ont dû utiliser la tomodensitométrie (CT scan) afin de générer une image 3D sans abîmer l’os.

Une dentition complexe pour un régime varié

L’analyse interne du crâne a révélé des surprises. Hillary Maddin, auteure principale de l’étude, déclare : « We were most excited to see what was hidden inside the mouth of this animal once it was scanned—a mouth jam-packed with a whole additional set of teeth for crushing and grinding food, like plants » (Nous étions très excités de voir ce qui était caché à l’intérieur de la bouche de cet animal une fois scanné — une bouche remplie à craquer d’un tout autre ensemble de dents pour broyer et moudre la nourriture, comme les plantes). Ces dents, y compris celles situées sur le palais, suggèrent que nos parents tétrapodes amniotes souches mangeaient des plantes plus tôt que les scientifiques ne le pensaient auparavant.

Hans Sues, géologue de recherche principal et conservateur de paléontologie des vertébrés au Smithsonian National Museum of Natural History et co-auteur, explique : « Tyrannoroter heberti is of great interest because it was long thought that herbivory was restricted to amniotes. It is a stem amniote but has a specialized dentition that could be used for processing plant fodder » (Tyrannoroter heberti est d’un grand intérêt car on a longtemps pensé que l’herbivorie était restreinte aux amniotes. C’est un amniote souche mais il a une dentition spécialisée qui pourrait être utilisée pour traiter le fourrage végétal).

Cela ne signifie pas pour autant que le Tyrannoroter ne mangeait que des plantes. Arjan Mann rapporte les propos de son ancien conseiller : « When Hans Sues was my advisor during my post-doctoral fellowship at the Smithsonian, he would always say that just about all herbivores alive today consume at least some animal protein, and that herbivory is best seen as a gradient » (Quand Hans Sues était mon conseiller pendant mon stage postdoctoral au Smithsonian, il disait toujours qu’à peu près tous les herbivores vivants aujourd’hui consomment au moins un peu de protéines animales, et que l’herbivorie est mieux vue comme un gradient). L’animal mangeait probablement de petits animaux et des insectes. Les exosquelettes d’insectes auraient d’ailleurs pu préparer la voie à la consommation de plantes dures, et la digestion de ces insectes mangeurs de plantes aurait pu fournir la flore intestinale nécessaire à la digestion végétale.

Un témoin des bouleversements climatiques

Au-delà de l’origine de l’alimentation végétale, cette recherche pourrait éclairer les conséquences de la destruction de la flore sur les animaux herbivores. Le Tyrannoroter vivait vers la fin de la période du Carbonifère, une époque où la planète subissait un changement climatique majeur, passant d’un état de « glacière » à un état de « serre », la dernière transition de ce type avant celle que nous connaissons actuellement.

Arjan Mann décrit cet effondrement écologique : « At the end of the Carboniferous, the rainforest ecosystems collapsed, and we had a period of global warming » (À la fin du Carbonifère, les écosystèmes de forêt tropicale se sont effondrés, et nous avons eu une période de réchauffement climatique).

L’avenir de l’espèce n’a pas été radieux face à ces changements. « The lineage of animals that Tyrannoroter belongs to didn’t do very well. This could be a data point in the bigger picture of what happens to plant-eating animals when climate change rapidly alters their ecosystems and the plants that can grow there » (La lignée d’animaux à laquelle appartient Tyrannoroter n’a pas très bien réussi. Cela pourrait être un point de données dans le tableau plus large de ce qui arrive aux animaux mangeurs de plantes lorsque le changement climatique modifie rapidement leurs écosystèmes et les plantes qui peuvent y pousser), conclut Arjan Mann.

Selon la source : phys.org

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